DE19725849A1 - New glass-containing nickel-copper-zinc soft ferrite - Google Patents
New glass-containing nickel-copper-zinc soft ferriteInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Weichferrit-Material (weichmagnetisches Ferritmaterial) für die Herstellung von Vorrichtungen zur Abschirmung von elektromagnetischen Frequenzen, beispielsweise Drahtspulen-Induktoren und Chip-Komponenten, die Chip-Induktoren und Chip-Perlen (-Rippen bzw. -Wül ste) umfassen. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstel lung eines Induktors unter Verwendung des Ferrit-Materials. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Ni-Cu-Zn-Weichferrit-Material und auf ein Verfahren zur Herstellung eines Induktors vom Drahtspulen-Typ oder Chip-Typ unter Verwendung des Ferrit-Materials, bei dem eine Niedertemperatur- Sinterung möglich ist, die Schwankungen der elektromagnetischen Eigen schaften gering sind bei Einwirkung einer äußeren Spannung (Belastung) und der verbesserte elektromagnetische Eigenschaften aufweist.The invention relates to a soft ferrite material (soft magnetic Ferrite material) for the manufacture of devices for shielding electromagnetic frequencies, for example wire coil inductors and Chip components, the chip inductors and chip beads (-ribs or -wül ste) include. The invention also relates to a method of manufacture development of an inductor using the ferrite material. The invention relates in particular to a Ni-Cu-Zn soft ferrite material and to Method of manufacturing a wire coil or chip type inductor using the ferrite material where a low temperature Sintering is possible, the fluctuations in the electromagnetic eigen are low when exposed to external stress (stress) and which has improved electromagnetic properties.
Der enorme Fortschritt in jüngster Zeit auf dem Gebiet der Elektronik- und Kommunikations-Vorrichtungen führte zur Entwicklung von miniaturisierten, dünnen und leicht installierbaren elektronischen Komponenten, wodurch eine neue Industriestruktur entstand. Dies führte zu neuen Problemen, bei Spiels weise einer Umweltpollution und Kommunikationsstörungen, die früher unbe achtlich waren. Wegen der Generalisierung der drahtlosen Kommunikations- Vorrichtungen und der Multitechnik-Umwelt hat sich insbesondere die elektro magnetische Umweltbelastung erhöht. Daher sind die Staaten der Welt über eingekommen, die Vorschriften zur Verhinderung einer elektromagnetischen Umweltbelastung (FCC, CISPR, VDE, MIL) zu verschärfen.The tremendous progress recently in the field of electronics and Communication devices led to the development of miniaturized, thin and easily installable electronic components, creating a new industrial structure emerged. This led to new problems with gaming as an environmental pollution and communication disruptions that used to be were careful. Because of the generalization of wireless communication Devices and the multitechnology environment, especially the electro magnetic pollution increases. Therefore, the states of the world are over have come up with the rules to prevent electromagnetic To tighten environmental pollution (FCC, CISPR, VDE, MIL).
Es entstand deshalb eine Nachfrage nach einer Vorrichtung zur Verhinderung einer Belastung durch elektromagnetische Wellen (EMI/EMC). Infolgedessen ist die Nachfrage nach elektronischen Komponenten gestiegen und der der zeitige technische Trend geht in Richtung einer Diversifikation der Funktionen, der Erhöhung der Dichte und der Erzielung hoher Wirkungsgrade.Therefore, there has been a demand for a prevention device exposure to electromagnetic waves (EMI / EMC). Consequently the demand for electronic components has increased and that of current technical trend is towards diversification of functions, increasing density and achieving high levels of efficiency.
Außerdem wurde die Anwendung des Weichferrit-Materials für die Verwen dung zur Herstellung von elektronischen Komponenten wie Vorrichtungen zur Verhinderung einer elektromagnetischen Belastung und Energieübertragungs- Einrichtungen fein unterteilt in Abhängigkeit von den Eigenschaften, den Fre quenzbändern und dgl.In addition, the application of the soft ferrite material for use for the production of electronic components such as devices for Prevention of electromagnetic pollution and energy transmission Facilities finely divided depending on the properties, the fre quenz tapes and the like
Auch bei dem Herstellungsverfahren ist eine Abkehr von dem konventionellen Pulvermetallurgie-Verfahren festzustellen und neuerdings werden Komponen ten vom übereinandergestapelten Typ untersucht und in der Praxis angewen det. Dieses Verfahren hat sich bewährt auf dem technischen Gebiet der klei nen Chip-Komponenten, z. B. der elektronischen Keramik-Komponenten als einem Hauptgebiet.The manufacturing process also turns away from the conventional one Determine powder metallurgy process and recently become components stacked type and examined in practice det. This method has proven itself in the technical field of klei NEN chip components, e.g. B. the electronic ceramic components as a main area.
Im allgemeinen erfordert das Weichferrit-Material, das zur Herstellung von kleinen Chip-Komponenten, beispielsweise Chip-Induktoren, Chip-Perlen (-Rippen bzw. -Wülsten), Chip-Anordnungen, Chip-LC-Filtern und Chip-Trans, verwendet wird, eine hohe Induktanz. Dieses Weichferrit-Material umfaßt Mn- Zn-Ferrit, Ni-Ferrit, Ni-Zn-Ferrit und Ni-Cu-Zn-Ferrit. Generally, the soft ferrite material required to manufacture small chip components, for example chip inductors, chip beads (Ribs or beads), chip arrangements, chip LC filters and chip trans, high inductance is used. This soft ferrite material includes Mn Zn ferrite, Ni ferrite, Ni-Zn ferrite and Ni-Cu-Zn ferrite.
Der Mn-Zn-Ferrit weist eine hohe Permeabilität und niedrige Energieverluste auf. Er wird deshalb als magnetischer Kern für Stromversorgungsnetz-Trans formatoren und Hochspannungsleitungs-Filter und dgl. verwendet. Der Mn-Zn- Ferrit weist jedoch eine niedrige Radiofrequenz(Hochfrequenz)-Charakteristik auf und kann deshalb nicht für ein Frequenzband von über 1 MHz verwendet werden. Derzeit sind die magnetischen Kernmaterialien, die in dem Frequenz band von über 1 MHz verwendbar sind, der Ni-Ferrit, der Ni-Zn-Ferrit und der Ni-Cu-Zn-Ferrit.The Mn-Zn ferrite has a high permeability and low energy losses on. It is therefore used as a magnetic core for power supply network trans formers and high-voltage line filters and the like. The Mn-Zn However, ferrite has a low radio frequency (high frequency) characteristic and therefore cannot be used for a frequency band of over 1 MHz will. Currently the magnetic core materials are in the frequency band of over 1 MHz can be used, the Ni ferrite, the Ni-Zn ferrite and the Ni-Cu-Zn ferrite.
Das konventionelle Verfahren zur Herstellung eines Weichferrit-Materials wird wie folgt durchgeführt: es wird ein Sinterverfahren bei einer Temperatur von 1000 bis 1400°C 1 bis 5 h lang durchgeführt. Die inneren Elektroden der elek tronischen Komponenten, beispielsweise des Chip-Induktors und des Chip- Perlenfilters, werden jedoch aus Silber (Ag) hergestellt. Die vorstehend ange gebene Sintertemperatur übersteigt den Schmelzpunkt von Ag (960°C). Des halb ist nicht nur die Sintertemperatur zu hoch, sondern die hergestellten Komponenten weisen auch hohe Verluste in dem generellen Frequenzband von 500 KHz bis 20 MHz auf. Daher kann die erforderliche Induktanz nicht er zielt werden. Um die Sintertemperatur für das Weichferrit-Material zu senken, wird daher im allgemeinen die Teilchengröße des magnetischen Kernmaterials fein zerkleinert bis auf 0,01 bis 1 µm. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Energieniveau der Teilchen den Grundzustand (metastabilen Zustand) erreicht und das Material, das sich in dem Raum zwischen den Teilchen bewegt, wird während der Sinterung erhöht, um so das Sintern zu fördern, so daß eine Nie dertemperatur-Sinterung durchgeführt werden kann.The conventional method of making a soft ferrite material is as follows: a sintering process is carried out at a temperature of 1000 to 1400 ° C for 1 to 5 hours. The inner electrodes of the elec tronic components, such as the chip inductor and the chip Pearl filters, however, are made of silver (Ag). The above given sintering temperature exceeds the melting point of Ag (960 ° C). Des not only is the sintering temperature too high, but the one produced Components also have high losses in the general frequency band from 500 KHz to 20 MHz. Therefore, the required inductance cannot aims to be. To lower the sintering temperature for the soft ferrite material, will therefore generally be the particle size of the magnetic core material finely crushed down to 0.01 to 1 µm. In this way it is achieved that Energy level of the particles reaches the ground state (metastable state) and the material that moves in the space between the particles becomes increased during sintering so as to promote sintering so that a never temperature sintering can be carried out.
Das Herstellungsverfahren, bei dem man auf die Feinzerkleinerung zurück greift, erfordert jedoch teure Apparaturen und ein kompliziertes Verfahren, was dazu führt, daß die Herstellungskosten steigen. Außerdem tritt dabei ein Pro blem in bezug auf die praktische Anwendung auf. The manufacturing process in which you can go back to fine grinding grips, but requires expensive equipment and a complicated process what causes the manufacturing cost to increase. There is also a pro blem in relation to practical application.
Als ein weiteres Beispiel gibt es ein Verfahren, bei dem ein Bestandteil wie B2O3 verwendet wird (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. Sho-64-45771). Es gibt noch ein weiteres Verfahren, bei dem das Sintern durchgeführt wird durch Zugabe eines Flußmittels wie ZnO oder V2O5, um eine Oberflä chenvergrößerung der Teilchen zu bewirken (offengelegte japanische Pa tentanmeldung Nr. Sho-60-210572).As another example, there is a method using a component such as B 2 O 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho-64-45771). There is still another method in which the sintering is carried out by adding a flux such as ZnO or V 2 O 5 to cause surface enlargement of the particles (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho-60-210572).
Bei dem Verfahren, bei dem eine Verbindung mit niedrigem Schmelzpunkt zu gegeben wird, ist das Verhalten der Co-Komponente in bezug auf die Verbes serung der Frequenz-Eigenschaften jedoch gehemmt, wodurch der Sintereffekt herabgesetzt wird. Außerdem liegen bei diesem Verfahren die Zusätze bei ei ner Temperatur unterhalb der Sintertemperatur des Weichferrit-Materials als Matrix in der flüssigen Phase vor. Deshalb werden die Zusätze auf die Korn grenzen verteilt, um das Sintern zu fördern. Wegen der Segregation der Zu sätze treten daher häufig ein Induktanz-Abfall und Verluste auf. Außerdem treten sie in Wechselwirkung mit der inneren Elektrode aus Ag oder sie breiten sich auf die Ag-Elektrode aus. Infolgedessen sind die magnetischen Eigen schaften (die Induktanz, der Q-Faktor) des Chip-Induktors beeinträchtigt, was zur Folge hat, daß die Produkt-Zuverlässigkeit schlechter ist.In the process in which a compound with a low melting point is too is given is the behavior of the co-component with respect to the verb However, the frequency properties are inhibited, which reduces the sintering effect is reduced. In addition, the additives are in this process with ei ner temperature below the sintering temperature of the soft ferrite material as Matrix in the liquid phase. That is why the additives are on the grain borders to promote sintering. Because of the segregation of the Zu therefore there is often a drop in inductance and losses. Furthermore they interact with or expand the inner electrode made of Ag on the Ag electrode. As a result, the magnetic are inherent shafts (the inductance, the Q factor) of the chip inductor affects what has the consequence that the product reliability is worse.
Mit der vorliegenden Erfindung sollen die vorstehend beschriebenen Nachteile der konventionellen Verfahren überwunden werden.The present invention aims at the disadvantages described above conventional methods are overcome.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ni-Cu-Zn-Weichferrit-Material bereitzustellen, bei dem die zugegebenen zusammengesetzten Glaspulver (Mischungsglaspulver) auch nach der Reaktion mit dem Hauptbestandteil der Matrix eine minimale Beeinträchtigung der elektromagnetischen Eigenschaften ergeben und keine Wechselwirkung mit der inneren Ag-Elektrode aufweisen, so daß die Stabilität der inneren Elektrode bei einer niedrigen Sintertempe ratur gewährleistet werden kann, und verbesserte Eigenschaften bei einem Frequenzband von 500 KHz bis 20 MHz sichergestellt werden können. The aim of the present invention is therefore a Ni-Cu-Zn soft ferrite material provide, in which the added composite glass powder (Mixing glass powder) even after reacting with the main component of the Matrix a minimal impairment of the electromagnetic properties result and have no interaction with the inner Ag electrode, so that the stability of the inner electrode at a low sintering temperature rature can be guaranteed, and improved properties at one Frequency band from 500 KHz to 20 MHz can be ensured.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Drahtspulen-Induktoren und Chip-Induktoren bei einer niedrigen Sinter temperatur durch Verwendung des Ni-Cu-Zn-Weichferrit-Materials zu schaffen.Another object of the invention is a method of manufacture of wire coil inductors and chip inductors at a low sinter temperature by using the Ni-Cu-Zn soft ferrite material.
Um die obengenannten Ziele zu erreichen, umfaßt das erfindungsgemäße Ni- Cu-Zn-Weichferrit-Material zur Herstellung von Induktoren ein Ausgangsmate rial, das (in Mol-%) besteht aus 49,0 bis 50,0% Fe2O3, 5 bis 13% CuO, 7,5 bis 25% NiO und 12 bis 38,5% ZnO, wobei das Weichferrit-Material außerdem (in Gew.-%) 0,05 bis 15,0% B2O3-Bi2O3-ZnO-Glas enthält.In order to achieve the above-mentioned goals, the Ni-Cu-Zn soft ferrite material according to the invention for the production of inductors comprises a starting material which (in mol%) consists of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and 12 to 38.5% ZnO, the soft ferrite material also (in% by weight) 0.05 to 15.0% B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass contains.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt das Ni-Cu-Zn- Weichferrit-Material zur Herstellung von Induktoren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Ausgangsmaterial, das (in Mol-%) besteht aus 49,0 bis 50,0% Fe2O3, 5 bis 13% CuO, 7,5 bis 25% NiO und 12 bis 38,5% ZnO, wobei das Weichferrit-Material außerdem (in Gew.-%) eine oder mehr Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus 2,0% oder weniger CoO, 2,0% oder weniger Co2O3 und 2,0% oder weniger Co3O4; sowie 0,05 bis 15,0% B2O3-Bi2O3-ZnO-Glas enthält.According to another aspect of the invention, the Ni-Cu-Zn soft ferrite material for producing inductors according to the present invention comprises a starting material which (in mol%) consists of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3 , 5 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and 12 to 38.5% ZnO, the soft ferrite material also (in% by weight) one or more compounds selected from the group consisting of 2, 0% or less CoO, 2.0% or less Co 2 O 3 and 2.0% or less Co 3 O 4 ; and 0.05 to 15.0% B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass contains.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines Drahtspulen-Induktors gemäß der Erfindung, das die
folgenden Stufen umfaßt:
Zugabe von 0,05 bis 15,0 Gew.-% B2O3-Bi2O3-ZnO-Glas zu einem Ausgangs
material, das (in Mol-%) besteht aus 49,0 bis 50,0% Fe2O3, 5 bis 13% CuO,
7,5 bis 25% NiO und 12 bis 38,5% ZnO,
und Zerkleinern und Trocknen derselben unter Bildung eines getrockneten
Pulvers;
Mischen des getrockneten Pulvers mit 5 bis 15 Gew.-% eines Bindemittels,
das 5 bis 10 Gew.-% eines Hauptbestandteils und 5 bis 16 Gew.-% eines Re
aktionsinhibitors darin enthält, und Herstellung grober Teilchen aus der Mi
schung; und
Formen unter Verwendung der groben Teilchen und Sintern bei einer Tempe
ratur von 860 bis 910°C.In another aspect, the present invention relates to a method of manufacturing a wire coil inductor according to the invention, which comprises the following steps:
Add 0.05 to 15.0% by weight of B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass to a starting material which (in mol%) consists of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3, 5 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and from 12 to 38.5% of ZnO,
and crushing and drying the same to form a dried powder;
Mixing the dried powder with 5 to 15% by weight of a binder containing 5 to 10% by weight of a main ingredient and 5 to 16% by weight of a reaction inhibitor therein, and producing coarse particles from the mixture; and
Forming using the coarse particles and sintering at a temperature of 860 to 910 ° C.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines Drahtspulen-Induktors gemäß der Erfindung, das die
folgenden Stufen umfaßt:
Zugabe von 0,05 bis 15,0 B2O3-Bi2O3-ZnO-Glas zu einem Ferrit-Pulver, das (in
Mol-%) besteht aus 49,0 bis 50,0% Fe2O3, 5 bis 13% CuO, 7,5 bis 25% NiO
und 12 bis 38,5% ZnO und Zerkleinern und Trocknen derselben unter Bildung
eines getrockneten Pulvers;
Mischen des getrockneten Pulvers mit einer oder mehr Verbindungen, ausge
wählt aus der Gruppe, die besteht (in Gew.-%) aus 2,0% oder weniger CoO,
2,0% oder weniger Co2O3 und 2,0% oder weniger Co3O4 und Calcinieren der
Mischung;
Mischen des calcinierten Pulvers mit 5 bis 15 Gew.-% eines Bindemittels, das
5 bis 10 Gew.-% eines Hauptbestandteils und 5 bis 16 Gew.-% eines Reakti
onsinhibitors darin enthält, und Herstellung von groben Teilchen aus der Mi
schung; und
Formen unter Verwendung der groben Teilchen und Sintern bei einer Tempe
ratur von 860 bis 910°C.According to a further aspect, the present invention relates to a method for producing a wire coil inductor according to the invention, which comprises the following stages:
Adding 0.05 to 15.0 B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass to a ferrite powder which (in mol%) consists of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3 , 5 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and 12 to 38.5% ZnO and crushing and drying them to form a dried powder;
Mixing the dried powder with one or more compounds selected from the group consisting (in% by weight) of 2.0% or less CoO, 2.0% or less Co 2 O 3 and 2.0% or less Co 3 O 4 and calcining the mixture;
Mixing the calcined powder with 5 to 15% by weight of a binder containing 5 to 10% by weight of a main ingredient and 5 to 16% by weight of a reaction inhibitor therein, and producing coarse particles from the mixture; and
Forming using the coarse particles and sintering at a temperature of 860 to 910 ° C.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung eines Chip-Induktors gemäß der vorliegenden Erfin
dung, das die folgenden Stufen umfaßt:
Zugabe von 0,05 bis 15,0% B2O3-Bi2O3-ZnO-Glas zu einem Ferrit-Pulver, das
(in Mol-%) besteht aus 49,0 bis 50,0% Fe2O3, 5 bis 13% CuO, 7,5 bis 25%
NiO und 12 bis 38,5% ZnO und Zerkleinern und Trocknen derselben unter
Bildung eines getrockneten Pulvers;
Zugabe eines Bindemittels zu dem getrockneten Pulver in einem Verhältnis
von 1 : 1 bis 1 : 4 und Gießen einer Vielzahl von Grünplatten(-lagen) unter An
wendung eines Doctor-Verfahrens;
Aufeinanderstapeln einer Vielzahl der Grünplatten(-lagen), Aufdrucken einer
inneren Ag-Elektrode auf die aufeinandergestapelten Platten (Lagen), erneu
tes Aufeinanderstapeln einer Vielzahl der Grünplatten(-lagen) und Sintern und
Formen einer äußeren Elektrode auf dem Sinterkörper.According to a still further aspect, the present invention relates to a method for producing a chip inductor according to the present invention, which comprises the following stages:
Add 0.05 to 15.0% B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass to a ferrite powder which (in mol%) consists of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3 , 5 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and 12 to 38.5% ZnO and crushing and drying them to form a dried powder;
Adding a binder to the dried powder in a ratio of 1: 1 to 1: 4 and pouring a variety of green sheets using a Doctor method;
Stacking a plurality of the green plates (layers), printing an inner Ag electrode onto the stacked plates (layers), stacking a plurality of the green plates (layers) again, and sintering and shaping an outer electrode on the sintered body.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines Chip-Induktors gemäß der Erfindung, das die folgenden
Stufen umfaßt:
Mischen eines Ausgangsmaterials, bestehend (in Mol-%) aus 49,0 bis 50,0%
Fe2O3, 5 bis 13% CuO, 7,5 bis 25% NiO und 12 bis 38,5% ZnO, mit einer
oder mehr Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe, die besteht (in Gew.-%)
aus 2,0% oder weniger CoO, 2,0% oder weniger Co2O3 und 2,0% oder weni
ger Co3O4; sowie mit 0,05 bis 15,0% B203-Bi2O3-ZnO-Glas und Zerkleinern
und Trocknen derselben unter Bildung eines getrockneten Pulvers;
Zugabe eines Bindemittels zu dem getrockneten Pulver in einem Verhältnis
von 1 : 1 bis 1 : 4 und Gießen einer Vielzahl von Grünplatten (-lagen) unter An
wendung eines Doctor-Verfahrens;
Aufeinanderstapeln einer Vielzahl der Grünplatten(-lagen), Aufdrucken einer
inneren Ag-Elektrode auf die aufeinandergestapelten Platten (Lagen), erneu
tes Aufeinanderstapeln einer Vielzahl der Grünplatten(-lagen) und Sintern bei
einer Temperatur von 880 bis 910°C; und
Formen einer äußeren Elektrode auf dem Sinterkörper.According to a further aspect, the present invention relates to a method for producing a chip inductor according to the invention, which comprises the following stages:
Mixing a starting material consisting (in mol%) of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3 , 5 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and 12 to 38.5% ZnO, with one or more compounds selected from the group consisting (in% by weight) of 2.0% or less CoO, 2.0% or less Co 2 O 3 and 2.0% or less Co 3 O 4 ; and with 0.05 to 15.0% B 2 0 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass and crushing and drying the same to form a dried powder;
Adding a binder to the dried powder in a ratio of 1: 1 to 1: 4 and pouring a variety of green sheets using a Doctor method;
Stacking a plurality of the green plates (layers), printing an inner Ag electrode on the stacked plates (layers), renewed stacking a plurality of the green plates (layers) and sintering at a temperature of 880 to 910 ° C .; and
Form an outer electrode on the sintered body.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen nä her beschrieben.The invention is based on preferred embodiments described here.
Im allgemeinen unterscheiden sich Weichferrit-Materialien (weichmagnetische Ferrit-Materialien) in ihren Eigenschaften gegenüber Frequenzbändern in Ab hängigkeit von ihrer Struktur und ihrer Zusammensetzung. Die vorliegende Erfindung betrifft einen weichmagnetischen Ni-Cu-Zn-Ferrit, in dem der ZnO- Bestandteil relativ hoch ist und der NiO-Bestandteil relativ niedrig ist, der ge eignet ist für ein Frequenzband von 500 KHz bis 20 MHz. Die Grundzusam mensetzung ist vorzugsweise ein Ausgangsmaterial, das (in Mol-%) besteht aus 49,0 bis 50,0% Fe2O3, 5 bis 13% CuO, 7,5 bis 25% NiO und 12 bis 38,5 % ZnO. Die Zusammensetzung enthält besonders bevorzugt außerdem eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus jeweils 2,0% CoO, Co2O3 und Co3O4.In general, soft ferrite materials (soft magnetic ferrite materials) differ in their properties compared to frequency bands depending on their structure and their composition. The present invention relates to a soft magnetic Ni-Cu-Zn ferrite in which the ZnO component is relatively high and the NiO component is relatively low, which is suitable for a frequency band from 500 KHz to 20 MHz. The basic composition is preferably a starting material which (in mol%) consists of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3 , 5 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and 12 to 38.5% ZnO. The composition particularly preferably also contains a compound selected from the group consisting of 2.0% each of CoO, Co 2 O 3 and Co 3 O 4 .
Außerdem wird erfindungsgemäß ein B2O3-Bi2O3-ZnO-Glas in einer Menge von 0,05 bis 15,0 Gew.-% der vorstehend beschriebenen Mischung zugesetzt.In addition, according to the invention, a B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass is added in an amount of 0.05 to 15.0% by weight of the mixture described above.
Die Zugabe des obengenannten Glases bringt den Vorteil mit sich, daß die Verschlechterung der elektromagnetischen Eigenschaften auch nach der Re aktion mit der weichmagnetischen Matrix minimiert werden kann. Insbesondere tritt im Falle eines Chip-Induktors keine Reaktion mit einer inneren Elektrode aus Ag auf und die Sintertemperatur wird herabgesetzt, wobei dies weitere Vorteile sind.The addition of the above-mentioned glass has the advantage that the Deterioration of the electromagnetic properties even after the re action can be minimized with the soft magnetic matrix. Especially there is no reaction with an internal electrode in the case of a chip inductor from Ag up and the sintering temperature is reduced, this further Advantages are.
Wenn das Glas in einer Menge von 0,05 bis 15,0 Gew.-% zugegeben wird, kann die Sintertemperatur der Matrix von der konventionellen Temperatur von 1000 bis 1350°C (welche die Sintertemperatur für den Fall ist, daß eine kon ventionelle Verbindung mit niedrigem Schmelzpunkt (Bi2O3 oder V2O5) ver wendet wird) auf 860 bis 910°C herabgesetzt werden. Außerdem kann in die sem Fall die Spannung (Belastung), die während der Schrumpfung der Matrix und der inneren Elektrode nach der Sinterung auftritt, vermindert werden, so daß die innere Elektrode stabilisiert werden kann.When the glass is added in an amount of 0.05 to 15.0% by weight, the sintering temperature of the matrix can be varied from the conventional temperature of 1000 to 1350 ° C (which is the sintering temperature in the event that a conventional compound with a low melting point (Bi 2 O 3 or V 2 O 5 ) is used) can be reduced to 860 to 910 ° C. In addition, in this case, the stress (stress) which occurs during the shrinkage of the matrix and the inner electrode after the sintering can be reduced, so that the inner electrode can be stabilized.
Das Glas sollte vorzugsweise enthalten sein in Mengen von 10 bis 40 Gew.-% B2O3, 20 bis 40 Gew.-% Bi2O3 und 20 bis 70 Gew.-% ZnO.The glass should preferably be contained in amounts of 10 to 40% by weight of B 2 O 3 , 20 to 40% by weight of Bi 2 O 3 and 20 to 70% by weight of ZnO.
Insbesondere im Falle des Drahtspulen-Induktors, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Weichferrit-Materials hergestellt wird, wird durch das Ver halten des Glases innerhalb der Matrix die Sinterdichte der Matrix erhöht. In folgedessen kann die mechanische Festigkeit verbessert werden und aufgrund der hohen Oberflächendichte wird eine Haftung von Fremdmaterialien während der Elektroplattierung verhindert, wodurch die Herstellungsausbeute verbes sert wird.Especially in the case of the wire coil inductor using the soft ferrite material according to the invention is produced by the Ver keeping the glass within the matrix increases the sintered density of the matrix. In as a result, the mechanical strength can be improved and due to the high surface density will adhere to foreign materials during prevents electroplating, which improves the manufacturing yield sert.
Im Falle des Induktors, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Weichferrit-Materials hergestellt wird, sollte die Teilchengröße des zugegebe nen Glases vorzugsweise 0,1 bis 10 µm betragen. Insbesondere sollte die Teilchengröße des Glases 0,2 bis 5 µm betragen, um ein Wachstum von gro ßen Körnern als Folge der abweichenden Verteilung der Matrix zu verhindern.In the case of the inductor using the invention Soft ferrite material is made, the particle size should be added NEN glass preferably 0.1 to 10 microns. In particular, the Particle size of the glass is 0.2 to 5 microns in order to grow large prevent large grains as a result of the divergent distribution of the matrix.
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung eines Drahtspulen-Induktors unter Verwendung des das Glas enthaltenden getrockneten Pulvers gemäß der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.The following is the method of manufacturing a wire coil inductor using the dried powder containing the glass according to of the present invention described in more detail.
Im Falle des Drahtspulen-Induktors werden unmittelbar nach dem Trocknen des das Glas enthaltenden Pulvers 5 bis 15 Gew.-% eines Bindemittels mit 5 bis 10 Gew.-% eines Hauptbestandteils und 5 bis 16 Gew.-% eines darin ent haltenen Reaktionsinhibitors zugegeben und dann werden grobe Teilchen gebildet. Der Hauptbestandteil kann irgendein übliches Material sein, wie es üblicherweise verwendet wird bei der Herstellung eines Sinterkerns. Bei spielsweise kann Polyvinylalkohol (PVA) oder Methylcellulose verwendet wer den. Der Reaktionsinhibitor hat die Aufgabe, die Agglomeration der weichen magnetischen Teilchen zu verhindern und dieses Material kann Mannit oder Propylenglycol (PEG) sein.In the case of the wire coil inductor, be immediately after drying of the powder containing the glass 5 to 15% by weight of a binder with 5 up to 10 wt .-% of a main component and 5 to 16 wt .-% ent added reaction inhibitor and then coarse particles educated. The main ingredient can be any common material, such as is commonly used in the manufacture of a sintered core. At for example, polyvinyl alcohol (PVA) or methyl cellulose can be used the. The task of the reaction inhibitor is to agglomerate the soft to prevent magnetic particles and this material can be mannitol or Propylene glycol (PEG).
Das getrocknete Pulver kann wie im üblichen Fall calciniert werden und die Calcinierungs-Temperatur sollte vorzugsweise 650 bis 880°C betragen. Insbe sondere sollte die Calcinierungs-Temperatur 700 bis 850°C betragen.The dried powder can be calcined as usual and the Calcination temperature should preferably be 650 to 880 ° C. In particular in particular, the calcination temperature should be 700 to 850 ° C.
Dann wird das calcinierte Pulver zu groben Teilchen verarbeitet und es wird ein Formen durchgeführt, wobei der gewünschte Formkörper erhalten wird. Der Formkörper wird bei einer Temperatur von 860 bis 910°C gesintert, bei der es sich um eine Temperatur handelt, die viel niedriger ist als diejenige, wie sie üblicherweise angewendet wird, wenn eine übliche Verbindung mit niedrigem Schmelzpunkt darin enthalten ist. Während des Sinterns ist das Temperaturin tervall von 750 bis 900°C dasjenige, bei dem die Körnchen ausgerichtet und dichter gemacht werden. Deshalb können dann, wenn die Temperatur abrupt erhöht wird, Poren oder Hohlräume entstehen, die dazu führen, daß die Per meabilität abnimmt und daß der Qualitäts-Faktor schlechter wird. Vorzugswei se sollte deshalb ein abrupter Temperatur-Anstieg vermieden werden. So sollte beispielsweise in dem obengenannten Temperaturintervall der Tempera tur-Anstieg vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 10°C/min durch geführt werden.Then the calcined powder is processed into coarse particles and it becomes a molding is carried out, whereby the desired shaped body is obtained. The molded body is sintered at a temperature of 860 to 910 ° C. at which it is a temperature much lower than the one like it is commonly used when a common low connection Melting point is included. During the sintering, the temperature is in tervall from 750 to 900 ° C the one at which the granules are aligned and be made denser. Therefore, when the temperature is abrupt is increased, pores or cavities arise, which lead to the fact that the Per meability decreases and that the quality factor gets worse. Preferred two An abrupt rise in temperature should therefore be avoided. So should, for example, in the above-mentioned temperature interval of the tempera increase preferably at a rate of about 10 ° C / min be performed.
Nach dem Erreichen der Sintertemperatur wird ferner die Sintertemperatur vorzugsweise 2 bis 3 h lang aufrechterhalten. Dann wird während des Inter valls bis herab zu 700°C ein abruptes Abkühlen vermieden. Wenn ein abrup tes Abkühlen während dieses Intervalls durchgeführt wird, fällt die CuO- Komponente aus der Matrix aus, was zur Folge hat, daß die elektromagneti schen Eigenschaften schlechter werden. Deshalb sollte vorsichtig gearbeitet werden und während dieses Abkühlungsintervalls sollte die Abkühlungs- Geschwindigkeit vorzugsweise etwa 5°C/min oder weniger betragen.After reaching the sintering temperature, the sintering temperature also becomes preferably maintained for 2 to 3 hours. Then during the Inter Avoid abrupt cooling down to 700 ° C. If an abrupt t cooling down during this interval, the CuO Component from the matrix, which means that the electromagnetic properties deteriorate. Therefore, you should work carefully and during this cooling interval, the cooling Speed is preferably about 5 ° C / min or less.
Erfindungsgemäß ist die Mikrostruktur sehr stark stabilisiert und es werden die folgenden Eigenschaften erhalten: das heißt, der Qualitätsfaktor beträgt 150 oder mehr, der Peak-Bereich beträgt 100 KHz bis 20 MHz und die Induktanz beträgt 10 µH oder mehr. Auf diese Weise kann ein Weichferrit-Material mit verbesserten elektromagnetischen Eigenschaften bei einer niedrigen Tempe ratur erhalten werden, verglichen mit dem konventionellen Verfahren. Nach stehend wird das Verfahren zur Herstellung eines Chip-Induktors unter Ver wendung eines getrockneten Pulvers mit dem zugesetzten obengenannten Glas näher beschrieben. According to the invention, the microstructure is very strongly stabilized and the following properties: that is, the quality factor is 150 or more, the peak range is 100 KHz to 20 MHz and the inductance is 10 µH or more. In this way, a soft ferrite material can be used improved electromagnetic properties at a low temperature rature can be obtained compared to the conventional method. After standing the method for producing a chip inductor under Ver use of a dried powder with the above-mentioned added Glass described in more detail.
Ein Bindemittel in Form einer hochmolekularen organischen Verbindung, wie PVB, Methylcellulose (MC), Ölsäure, Propylenglycol, Toluol oder Mannit, wird dem getrockneten Pulver in einem Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 4 zugesetzt. Dann werden Grünplatten(-lagen) gegossen unter Anwendung des Doctor-Verfah rens und danach wird eine Vielzahl der Grünplatten(-lagen) aufeinanderge stapelt. Dann wird eine innere Ag-Elektrode aufgedruckt und danach wird eine Vielzahl der Grünplatten(-lagen) erneut aufeinandergestapelt. Dann wird die se Struktur bei einer Temperatur von 880 bis 910°C gesintert. Die Sintertem peratur von 880 bis 910°C ist ein viel niedrigerer Wert als der übliche Wert. Dann wird eine äußere Elektrode auf dem Sinterkörper geformt, wodurch der erfindungsgemäße Chip-Induktor erhalten wird.A binder in the form of a high molecular weight organic compound, such as PVB, methyl cellulose (MC), oleic acid, propylene glycol, toluene or mannitol added to the dried powder in a ratio of 1: 1 to 1: 4. Then green slabs are cast using the Doctor process rens and then a large number of green sheets (layers) are stacked on top of each other stacks. Then an inner Ag electrode is printed on and then one Many of the green sheets (layers) were stacked again. Then the structure sintered at a temperature of 880 to 910 ° C. The sintered temperature from 880 to 910 ° C is a much lower value than the usual value. Then an outer electrode is formed on the sintered body, whereby the Chip inductor according to the invention is obtained.
Die Erfindung wird nachstehend anhand aktueller Beispielenäher beschrie ben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.The invention is described in more detail below using current examples ben, but is not limited to this.
Es wurden die Ausgangsmaterialien in den Zusammensetzungen der nachste henden Tabelle 1 abgewogen. Diese Ausgangsmaterialien wurden in einen Polyurethan-Kolben gegeben und dann zerkleinert und das Mischen wurde durchgeführt nach der Zugabe von destilliertem Wasser in einer Menge, die dem 1- bis 34achen der Menge der Ausgangsmaterialien entsprach, unter Verwendung von YTZ-Kugeln (Y2O3-Zirkioniumoxid-Kugeln), bis die durch schnittliche Teilchengröße 1 bis 1,5 µm betrug. Nach Beendigung des Mi schens wurde die Calcinierung bei einer Temperatur von 700 bis 850°C 2 bis 3 h lang durchgeführt. Dann wurde innerhalb des gleichen Kolbens erneut eine Zerkleinerung durchgeführt. Während des erneuten Zerkleinerns wurde dem calcinierten Pulver ein 10B2O3-65Bi2O3-25ZnO-Glaspulver zugegeben und das erneute Zerkleinern wurde 24 bis 48 h lang durchgeführt. Wenn die Teilchen größe auf 0,1 bis 1,5 µm herabgesetzt war, wurde ein Trocknen durchgeführt unter Verwendung einer Trocknungsvorrichtung, bis der Feuchtigkeitsgehalt 0,2 bis 0,7 Gew.-% pro Gewichtseinheit der Ausgangsmaterialien betrug. The starting materials in the compositions of Table 1 below were weighed. These raw materials were put in a polyurethane flask and then crushed, and the mixing was carried out after adding distilled water in an amount 1 to 34 times the amount of the raw materials using YTZ balls (Y 2 O 3 -Zirkioniumoxid-balls) until the average particle size was 1 to 1.5 microns. After the mixing was completed, the calcination was carried out at a temperature of 700 to 850 ° C for 2 to 3 hours. Then comminution was carried out again within the same flask. During the re-grinding, a 10B 2 O 3 -65Bi 2 O 3 -25ZnO glass powder was added to the calcined powder, and the re-grinding was carried out for 24 to 48 hours. When the particle size was reduced to 0.1 to 1.5 µm, drying was carried out using a dryer until the moisture content was 0.2 to 0.7% by weight per unit weight of the raw materials.
Das getrocknete Pulver wurde klassiert zu einer einheitlichen Teilchengröße von 60 bis 80 mesh und dann wurden 5 bis 15 Gew.-% eines Bindemittels zu gegeben, in dem 5 bis 10 Gew.-% Polyvinylalkohol (PVA) und 5 bis 16 Gew.-% Mannit gelöst waren. Dann wurde das Pulver unter Verwendung eines 50- mesh-Siebes zu einer einheitlichen Teilchengröße klassiert und es wurde ein ringförmiger Kern mit einem Außendurchmesser von 25 mm, einem Innen durchmesser von 18 mm und einer Höhe von 4,5 mm daraus hergestellt. Dann wurde die hergestellte Struktur gesintert. Während des Sinterns wurde die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von etwa 2°C/min bis auf 420°C erhöht und diese Temperatur wurde etwa 4 h lang aufrechterhalten, wodurch eine Bindemittel-Entfernung durchgeführt wurde.The dried powder was classified into a uniform particle size from 60 to 80 mesh and then 5 to 15% by weight of a binder was added given in which 5 to 10 wt .-% polyvinyl alcohol (PVA) and 5 to 16 wt .-% Mannitol were solved. Then the powder was washed using a 50- mesh sieves classified into a uniform particle size and it became a ring-shaped core with an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 18 mm and a height of 4.5 mm made from it. Then the structure produced was sintered. During the sintering, the Temperature increased to about 420 ° C at a rate of about 2 ° C / min and this temperature was maintained for about 4 hours, resulting in a Binder removal was performed.
Dann wurde eine Temperatursteigerung bis auf 750°C mit einer Geschwindig keit von etwa 3°C/min durchgeführt und danach wurde bis zu einer Temperatur von 900°C die Temperatursteigerung mit einer Geschwindigkeit von etwa 1°C/min durchgeführt. Als die Temperatur 900°C erreicht hatte, wurde sie 2 bis 3 h lang aufrechterhalten und dann wurde ein Abkühlen durchgeführt. Bei der Durchführung des Abkühlens wurde mit einer Geschwindigkeit von 3°C/min bis herunter auf 700°C abgekühlt und dann wurde mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min bis herunter auf Raumtemperatur weiter abgekühlt.Then the temperature rose to 750 ° C at a rapid rate speed of about 3 ° C / min and then up to a temperature from 900 ° C the temperature increase at a speed of about 1 ° C / min. When the temperature reached 900 ° C, it became 2 to Maintained for 3 hours and then cooling was performed. In the Cooling was carried out at a rate of 3 ° C / min to cooled down to 700 ° C and then at a rate of 10 ° C / min further cooled down to room temperature.
Dann wurde auf die gesinterte Struktur ein emaillierter (glasierter) Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,55 mm in 20 Wicklungen aufgewickelt. Danach wurden die Induktanz und der Qualitätsfaktor (Q-Faktor) bei einem Frequenz band von 10 KHz bis 40 MHz gemessen unter Verwendung eines HP4291A- Netzwerk-Analysators. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I ange geben.Then an enamelled (glazed) copper wire was placed on the sintered structure with a diameter of 0.55 mm wound in 20 windings. After that were the inductance and the quality factor (Q factor) at one frequency band from 10 KHz to 40 MHz measured using an HP4291A Network analyzer. The results are shown in Table I below give.
In der folgenden Tabelle I wurde bei dem konventionellen Beispiel eine Sinte rung bei etwa 950°C durchgeführt. In Table I below, in the conventional example, a sine tion at about 950 ° C.
Tabelle ITable I
Wie in der obigen Tabelle I angegeben, wurde im Falle der erfindungsgemä ßen Beispiele 1 bis 9, in denen die erfindungsgemäßen Bedingungen erfüllt waren, bestätigt, daß eine Niedertemperatur-Sinterung möglich war. Außerdem betrug der Induktanz-Wert mehr als 10 pH und der Qualitäts-Faktor Q betrug etwa 150. Sie wiesen somit verbesserte elektromagnetische Eigenschaften auf. Das heißt, durch diese Eigenschaften des erfindungsgemäßen Materials war es möglich, die Sinterung bei einer viel niedrigeren Temperatur, die um 50 bis 100°C niedriger ist, durchzuführen. Außerdem waren die Verluste nach der Sinterung viel geringer.As indicated in Table I above, in the case of the invention Examples 1 to 9 in which the conditions according to the invention are met confirmed that low temperature sintering was possible. Furthermore the inductance value was more than 10 pH and the quality factor Q was about 150. They thus showed improved electromagnetic properties on. That is, through these properties of the material according to the invention it was possible to sinter at a much lower temperature, around 50 up to 100 ° C lower. In addition, the losses were after Sintering much less.
Im Falle der Vergleichsbeispiele 2 bis 6 wurde kein Glas zugegeben, es wurde jedoch ein Bi2O3-Zusatz oder V2O5-Zusatz zugegeben. Die Sinterung konnte daher bei der tiefen Temperatur nicht in ausreichendem Maße durchgeführt werden und deshalb ergaben sich ein niedriger Qualitätsfaktor und eine nied rige Induktanz. Der Grund dafür ist der, daß eine Korngrenzendiffusion nicht auftreten kann, wenn nur die Bi2O3- oder V2O5-Komponente vorhanden ist. Im Falle des Vergleichsbeispiels 1, bei dem die Zusammensetzungen von der vorliegenden Erfindung grundlegend abweichen, war der Qualitäts-Faktor zu niedrig als Folge der Niedertemperatur-Sinterung und deshalb waren die elek tromagnetischen Eigenschaften schlechter.In the case of comparative examples 2 to 6, no glass was added, but a Bi 2 O 3 additive or V 2 O 5 additive was added. The sintering could therefore not be carried out sufficiently at the low temperature, and this resulted in a low quality factor and a low inductance. The reason for this is that grain boundary diffusion cannot occur if only the Bi 2 O 3 or V 2 O 5 component is present. In the case of Comparative Example 1, in which the compositions fundamentally differ from the present invention, the quality factor was too low due to the low-temperature sintering, and therefore the electromagnetic properties were inferior.
Um die elektromagnetischen Eigenschaften in Abhängigkeit von den Arten des Glases zu bestimmen, wurden Gläser mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, wie in der folgenden Tabelle II angegeben, Ausgangsmateriali en mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 zugesetzt. Dann wur den die jeweiligen Materialien zu ringförmigen Körpern geformt und gesintert. Danach wurden die elektromagnetischen Eigenschaften bestimmt und die Er gebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III angegeben. Vor den Messun gen wurde ein emaillierter (glasierter) Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,55 mm in 20 Windungen auf den ringförmigen Körper aufgewickelt und da nach wurde die Messung unter Verwendung eines HP4194A-Impedanz- Analysators durchgeführt.To determine the electromagnetic properties depending on the types of To determine glass, glasses with different physical Properties as given in Table II below, starting material s with the same composition as in Example 1 added. Then was which the respective materials are shaped into annular bodies and sintered. The electromagnetic properties were then determined and the Er Results are shown in Table III below. Before the messun enamelled (glazed) copper wire with a diameter of 0.55 mm wound in 20 turns on the ring-shaped body and there after the measurement was made using an HP4194A impedance Analyzer performed.
Tabelle IITable II
Tabelle IIITable III
Aus den Tabellen II und III ist zu ersehen, daß die elektromagnetischen Eigen schaften des hergestellten Weichferrit-Materials stark variierten in Abhängig keit von der Variation der Zusammensetzung des Glases, was dazu führt, daß die Verformungstemperatur und die Wärmeausdehnung des Glases verschie den gemacht werden sollen. Das heißt, im Falle der erfindungsgemäßen Bei spiele 8 und 10 bis 15, in denen erfindungsgemäße Materialien a bis d ver wendet wurden und in denen das Glas bestand aus 10 bis 40% B2O3, 20 bis 70% Bi2O3 und 20 bis 40% ZnO, um den erfindungsgemäßen Bedingungen zu genügen, war erkennbar, daß der Wert für die Induktanz bei der kommer ziellen Frequenz 15 pH oder mehr betrug, der Qualitäts-Faktor 150 oder mehr betrug und das Qualitätsfaktor-Peak-Band (Q-Peak-Band) betrug bei allen Beispielen 100 KHz bis 20 MHz.From Tables II and III it can be seen that the electromagnetic properties of the soft ferrite material produced varied greatly depending on the variation in the composition of the glass, which leads to the fact that the deformation temperature and the thermal expansion of the glass should be made different . That is, in the case of games 8 and 10 to 15 according to the invention, in which materials a to d according to the invention were used and in which the glass consisted of 10 to 40% B 2 O 3 , 20 to 70% Bi 2 O 3 and 20 to 40% ZnO to meet the conditions of the present invention, it was seen that the value for the inductance at the commercial frequency was 15 pH or more, the quality factor was 150 or more, and the quality factor peak band (Q Peak band) was 100 kHz to 20 MHz in all examples.
Andererseits war in den Fällen der Vergleichsbeispiele 7 bis 9, in denen B2O3- SiO2-Gläser (Vergleichsmaterialien A-C) verwendet wurden, entweder der In duktanz-Wert zu niedrig oder der Qualitäts-Faktor zu gering war, so daß die elektromagnetischen Eigenschaften schlechter waren.On the other hand, in the cases of Comparative Examples 7 to 9, in which B 2 O 3 - SiO 2 glasses (comparison materials AC) were used, either the inductance value was too low or the quality factor was too low, so that the electromagnetic Properties were worse.
Es wurden Materialien mit den in der Tabelle I angegebenen Zusammenset zungen zu Pulvern verarbeitet unter Anwendung des Verfahrens des Beispiels 1. Dann wurde ein PVB-Mannit-Bindemittel in einem Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 4 zugegeben. Dann wurde die Mischung klassiert zu Teilchen mit einer einheitli chen Größe unter Verwendung eines 200-325 mesh-Siebes. Dann wurden Grünplatten(-lagen) mit einer Dicke von 10 bis 200 µm gegossen unter An wendung des Doctor-Verfahrens.Materials with the composition given in Table I were used tongues processed into powders using the procedure of the example 1. Then a PVB mannitol binder was used in a ratio of 1: 1 to 1: 4 admitted. Then the mixture was classified into particles with a uniform size using a 200-325 mesh screen. Then were Green plates (layers) with a thickness of 10 to 200 µm cast under An application of the Doctor procedure.
Eine Vielzahl der gegossenen Grünplatten(-lagen) wurden aufeinandergelegt, es wurde eine innere Ag-Elektrode auf die aufeinanderliegenden Platten (Lagen) aufgedruckt und dann wurde eine Vielzahl der Grünplatten(-lagen) erneut aufeinandergelegt. Danach wurde ein Sintern bei einer Temperatur von 880 bis 910°C für 1 bis 3 h durchgeführt. Dann wurde eine äußere Elektrode auf dem Sinterkörper geformt, wodurch ein Chip-Induktor vervollständigt wur de. Bei einer Vielzahl von auf diese Weise hergestellten Chip-Induktoren wur den die elektromagnetischen Eigenschaften bestimmt unter Verwendung eines HP4192A-Netzwerk-Analysators und die gemessenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle IV angegeben.A large number of the cast green sheets (layers) were placed on top of one another, an inner Ag electrode was placed on the superimposed plates (Layers) were printed and then a large number of the green sheets (layers) laid on top of each other again. Thereafter, sintering was carried out at a temperature of 880 to 910 ° C for 1 to 3 h. Then an outer electrode formed on the sintered body, thereby completing a chip inductor de. In a large number of chip inductors produced in this way which determines the electromagnetic properties using a HP4192A network analyzer and the measured results are in the Table IV below.
Tabelle IVTable IV
Wie aus der obigen Tabelle IV hervorgeht, war in den Fällen der erfindungs gemäßen Beispiele 16 bis 22, die den erfindungsgemäßen Bedingungen ge nügen, eine Niedertemperatur-Sinterung möglich. Außerdem betrug der Wert für die Induktanz des Weichferrit-Materials nach dem Sintern mehr als 140 nH und der Qualitäts-Faktor Q betrug 34 oder mehr. Dadurch wurde bestätigt, daß sie verbesserte elektromagnetische Eigenschaften aufwiesen. Das heißt, der erfindungsgemäße Chip-Induktor wies Vorteile auf gegenüber einem konven tionellen Chip-Induktor, dem das Glas und die Co-Zusätze überhaupt nicht zugegeben wurden. Das heißt, erfindungsgemäß wurde die Sintertemperatur um 50 bis 100°C herabgesetzt und die Verluste nach dem Sintern waren signi fikant gering.As can be seen from Table IV above, in the cases of the invention according to Examples 16 to 22, the ge conditions according to the invention sufficient, low-temperature sintering possible. The value was also for the inductance of the soft ferrite material after sintering more than 140 nH and the quality factor Q was 34 or more. This confirmed that they had improved electromagnetic properties. That is, the Chip inductor according to the invention had advantages over a conventional tional chip inductor, which the glass and the co-additives not at all were added. That is, the sintering temperature according to the invention reduced by 50 to 100 ° C and the losses after sintering were significant fictionally low.
Nach der vorstehend beschriebenen Erfindung läuft das Sintern in zufrieden stellendem Ausmaß auch bei einer niedrigen Temperatur ab, so daß ein Weichferrit-Material mit verbesserten elektromagnetischen Eigenschaften er halten werden kann. Außerdem können zur Herstellung dieses Materials die bereits vorhandenen Anlagen so wie sie sind verwendet werden. Eine Investi tion in teure Anlagen ist daher nicht erforderlich und die Schwierigkeiten bei der Bedienung solcher Anlagen können vermieden werden. Daher kann erfin dungsgemäß ein Weichferrit-Material für Chip-Induktoren bei niedrigen Kosten hergestellt werden.According to the invention described above, the sintering is satisfactory descriptive extent even at a low temperature, so that a Soft ferrite material with improved electromagnetic properties can be held. In addition, the production of this material existing systems can be used as they are. An investment tion in expensive systems is therefore not necessary and the difficulties the operation of such systems can be avoided. Therefore can invent according to a soft ferrite material for chip inductors at low cost getting produced.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische be vorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.While the invention has been described above with reference to specific be preferred embodiments explained in more detail, but it is for the expert it goes without saying that it is by no means limited to this, but that these can be changed and modified in many ways without thereby leaving the scope of the present invention.
Claims (23)
Zugabe von 0,05 bis 15,0 Gew.-% B2O3-Bi2O3-ZnO-Glas zu einem Ausgangs material, bestehend (in Mol-%) aus 49,0 bis 50,0% Fe2O3, 5 bis 13% CuO, 7,5 bis 25% NiO und 12 bis 38,5% ZnO, und Zerkleinern und Trocknen der selben unter Bildung eines getrockneten Pulvers;
Mischen des getrockneten Pulvers mit 5 bis 15 Gew.-% eines Bindemittels, das 5 bis 10 Gew.-% einer Hauptkomponente und 5 bis 16 Gew.-% eines Re aktionsinhibitors darin enthält, unter Bildung einer Mischung und Herstellung von groben Teilchen aus der Mischung; und
Durchführung einer Formgebung unter Verwendung der groben Teilchen und
Durchführung einer Sinterung bei einer Temperatur von 860 bis 910°C. 4. A method for producing a wire coil inductor, characterized in that it comprises the following stages:
Add 0.05 to 15.0% by weight of B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass to a starting material consisting (in mol%) of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3, 5 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and from 12 to 38.5% of ZnO, and crushing and drying the same to form a dried powder;
Mixing the dried powder with 5 to 15% by weight of a binder containing 5 to 10% by weight of a main component and 5 to 16% by weight of a reaction inhibitor therein to form a mixture and to prepare coarse particles from the Mixture; and
Perform shaping using the coarse particles and
Carry out sintering at a temperature of 860 to 910 ° C.
Zugabe von 0,05 bis 15,0 Gew.-% B2O3-Bi2O3-ZnO-Glas zu einem Ausgangs material, das (in Mol-%) besteht aus 49,0 bis 50,0% Fe2O3, 5 bis 13% CuO, 7,5 bis 25% NiO und 12 bis 38,5% ZnO, und Zerkleinern und Trocknen der selben unter Bildung eines getrockneten Pulvers;
Zugabe eines Bindemittels zu dem getrockneten Pulver in einem Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 4 und Gießen einer Vielzahl von Grünplatten(-lagen) unter An wendung eines Doctor-Verfahrens;
Aufeinanderstapeln einer Vielzahl der genannten Grünplatten(-lagen), Auf drucken einer inneren Ag-Elektrode auf die aufeinandergestapelten Platten (Lagen), erneutes Aufeinanderlegen einer Vielzahl von Grünplatten(-lagen) und Durchführung einer Sinterung; und
Formen einer äußeren Elektrode auf dem Sinterkörper.14. A method for producing a chip inductor, characterized in that it comprises the following stages:
Add 0.05 to 15.0% by weight of B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO glass to a starting material which (in mol%) consists of 49.0 to 50.0% Fe 2 O 3, 5 to 13% CuO, 7.5 to 25% NiO and from 12 to 38.5% of ZnO, and crushing and drying the same to form a dried powder;
Adding a binder to the dried powder in a ratio of 1: 1 to 1: 4 and pouring a variety of green sheets using a Doctor method;
Stacking a plurality of said green sheets (layers) on top, printing an inner Ag electrode onto the stacked sheets (layers), stacking a plurality of green sheets (layers) again and carrying out sintering; and
Form an outer electrode on the sintered body.
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